信号与图像的稀疏分解及初步应用

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出版者:西南交通大学出版社
作者:王建英,尹忠科,张春梅 著
出品人:
页数:191
译者:
出版时间:2006-7
价格:29.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787811042795
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

图像信息学的百年回望与未来展望:从基础理论到前沿应用 作者: 张明、李华、王伟 出版社: 科学技术文献出版社 出版日期: 2024年10月 --- 内容概要 本书是一部系统梳理和深入探讨图像信息学领域核心概念、理论框架及其在现代科学技术中广泛应用的综合性专著。全书以历史的宏观视角切入,追溯了自信息论诞生以来,人类如何将抽象的数学工具应用于对视觉信息的捕获、表示、处理与理解,并逐步拓展到跨学科的复杂问题求解。全书共分为六大部分,内容涵盖了从经典图像处理的基础代数和概率模型,到现代深度学习驱动的视觉感知系统,旨在为研究人员、工程师以及高年级学生提供一个全面、深入且与时俱进的知识体系。 第一部分:图像信息的数学基础与表示 本部分首先奠定了整个图像信息学研究的数学基石。我们从最基础的傅里叶分析在信号处理中的应用谈起,详细阐述了连续与离散傅里叶变换(DFT)的性质及其在频域分析中的关键作用。随后,我们深入探讨了小波理论,对比了傅里叶变换在局部信息捕捉上的局限性,重点介绍了多分辨率分析、连续小波变换(CWT)和离散小波变换(DWT)的构建原理,以及它们在数据压缩和去噪中的经典地位。此外,本部分还全面覆盖了矩阵代数在图像表示中的重要性,包括特征值分解(EVD)、奇异值分解(SVD)在线性降维和数据重构中的实际应用,为后续的特征提取奠定理论基础。 第二部分:经典图像增强与复原技术 本章聚焦于提升图像质量的传统算法。我们细致解析了点运算、直方图均衡化及其局部化改进方法(如CLAHE)的原理与实现。在图像复原方面,本书详细讨论了退化模型的建立,包括运动模糊和散焦模糊的数学刻画。随后,我们深入讲解了维纳滤波和约束最小二乘滤波在抑制噪声和恢复高频信息时的性能权衡。尤其值得一提的是,本部分对盲解卷积方法进行了较为详尽的梳理,包括迭代算法的收敛性和稳定性分析,旨在帮助读者理解在不知道退化核函数(PSF)情况下图像复原的挑战与策略。 第三部分:图像分割与特征提取的经典范式 分割是理解图像内容的第一步。本书系统地回顾了阈值分割的理论,包括全局最优阈值确定方法(如Otsu法)的推导。对于更复杂的场景,我们详细阐述了基于区域生长和边缘检测的策略,特别是Canny边缘检测算法的优化流程和参数敏感性分析。 在特征提取方面,本部分着重介绍了结构化特征描述子。我们详细介绍了SIFT (尺度不变特征变换) 和 HOG (方向梯度直方图) 的计算流程,并对比了它们在应对尺度、旋转和光照变化时的鲁棒性差异。同时,我们也探讨了如何利用几何变换(如仿射变换、透视变换)来校正图像的几何失真,为后续的特征匹配奠定基础。 第四部分:信息论在图像处理中的应用 本部分将信息论的视角引入图像分析。我们从熵的概念出发,解释了其如何量化图像的随机性和不确定性,并应用于图像压缩的理论极限分析。本书详细讨论了互信息在图像配准(Image Registration)中的应用,阐述了如何通过最大化互信息来寻找不同模态图像之间的最佳空间对齐。此外,我们还探讨了最大熵原理在图像恢复问题中的应用,展示了在信息不完全的情况下,如何通过最大化系统熵来获得最无偏的估计。 第五部分:现代视觉系统中的深度学习框架 本部分是本书的现代核心,全面介绍了当前主流的深度卷积神经网络(CNN)架构及其在视觉任务中的突破。我们从基本的多层感知机(MLP)讲起,逐步过渡到LeNet、AlexNet、VGG、ResNet等经典网络的结构设计理念,重点剖析了残差连接、批归一化等关键技术如何解决深层网络训练中的梯度消失问题。 在应用层面,本书深入探讨了语义分割(如FCN、U-Net)和目标检测(如Faster R-CNN、YOLO系列)的最新进展。我们不仅关注网络的“黑箱”性能,更强调了可解释性AI(XAI)在图像分析中的重要性,介绍了Grad-CAM等可视化工具,用以探究网络决策背后的视觉依据。 第六部分:前沿交叉应用与未来挑战 本书的最后一部分着眼于图像信息学与其他学科的深度融合。我们探讨了医学图像分析中基于深度学习的病灶识别与三维重建技术,以及在遥感图像处理中对地物分类和变化检测的最新方法。此外,我们也对生成对抗网络(GANs)在图像合成与超分辨率中的潜力进行了分析,并讨论了该技术在真实世界应用中面临的伦理与评估挑战。 本书力求以严谨的学术态度,对图像信息学的经典与前沿进行一次全面的梳理和整合,旨在为读者构建一个坚实而广阔的知识平台,以应对未来视觉信息处理领域不断涌现的新问题。 --- 目标读者: 计算机科学、电子工程、信息与通信工程、模式识别、自动化等相关专业的高年级本科生、研究生、博士后研究人员,以及从事图像处理、计算机视觉、模式识别等领域工作的工程师和技术人员。

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读后感

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用户评价

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这本书的标题,瞬间勾起了我对信号与图像处理深层奥秘的好奇心。“稀疏分解”这个概念,在我看来,就好比是解锁数据信息宝库的钥匙。我设想,书中会从最基础的数学原理出发,循序渐进地引导读者理解稀疏表示的精髓。我非常期待书中能够详细介绍各种稀疏字典的构建方法,从经典的傅里叶、小波变换,到更具适应性的字典学习算法,如K-SVD等。我希望能了解这些字典是如何被设计出来的,以及它们各自的优缺点和适用场景。更重要的是,我迫切希望书中能详细阐述稀疏分解在具体应用中的威力。比如,在图像压缩领域,稀疏分解是如何实现比传统方法更高的压缩比,同时又能保持良好的图像质量?在医学影像分析中,它是否能够帮助我们更精准地识别病灶,甚至实现对微小病变的早期检测?我希望书中能提供一些具体的算法流程和实验结果,让我能够直观地感受到稀疏分解的强大之处。此外,我还希望能了解到,稀疏分解是如何与其他信号处理技术相结合,发挥出更强大的功能。这本书的内容,对我而言,将是深入理解和掌握现代信号与图像处理领域核心技术的重要指南,我对此充满信心和期待。

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这本书的标题,如同一个精妙的数学公式,预示着它将带领我进入一个关于“少即是多”的信号与图像处理的全新世界。“稀疏分解”这个词,深深地吸引了我,它暗示着一种挖掘数据潜在结构,去除冗余信息,获得最本质表达的方法。我预计,书中会首先对稀疏表示的理论基础进行详尽的阐述,包括各种稀疏字典的构建,例如感知字典学习(PCD)和基于图的稀疏表示等。我希望能深入理解这些字典是如何被设计出来的,以及它们各自的优势和局限性。更令我兴奋的是“初步应用”这部分。我希望书中能展示稀疏分解在多个领域的实际应用,例如,在图像超分辨率技术中,稀疏分解是如何通过学习低分辨率和高分辨率图像之间的映射关系,从而实现图像的细节增强?在人脸识别领域,稀疏表示又如何能够有效地区分不同个体,提高识别的准确率?我期待书中能提供一些生动形象的案例,配以清晰的图示和算法流程,让我能够更好地理解和掌握这些技术。这本书的价值,在我看来,不仅仅在于它能传授我多少知识,更在于它能启发我如何用更高效、更智能的方式去理解和处理数据。

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从《信号与图像的稀疏分解及初步应用》这个标题来看,我预感这本书将是一次关于如何“精简”和“高效”处理信号与图像的探索之旅。“稀疏分解”的核心概念,深深地吸引了我,因为它暗示着一种能够从看似冗余的数据中提取最本质、最关键信息的方法。我设想,书中会详细介绍稀疏表示的数学基础,包括如何定义稀疏性,以及各种度量稀疏性的范数。同时,我非常希望能深入了解构建稀疏表示的各种方法,例如,如何利用预定义的稀疏字典,或者通过学习字典来达到最优的稀疏效果。而“初步应用”这个部分,更是为我打开了对实际问题的想象空间。我期待书中能够展示稀疏分解在一些实际场景中的应用,例如,在通信领域,它是否能帮助我们实现更高效的数据压缩?在医学影像处理中,它又是否能帮助我们提升图像的质量,辅助医生进行诊断?我希望书中能提供一些清晰的算法流程和图示,让我能够直观地理解这些应用是如何实现的。这本书的出版,为我深入学习稀疏分解技术提供了一个绝佳的学习资源,我对此充满期待,相信它能极大地拓展我的视野。

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《信号与图像的稀疏分解及初步应用》这个书名,自带一种严谨而又充满探索意味的吸引力。我猜想,这本书的内容将会是关于如何用一种更“经济”的方式来描述信号和图像的。当提到“稀疏分解”时,我立刻联想到数据压缩、特征提取以及信号恢复等重要领域。我期待书中能够深入浅出地解释稀疏表示的数学基础,例如L1范数最小化等优化问题。同时,我非常好奇书中会介绍哪些用于实现稀疏分解的算法,比如匹配追踪(Matching Pursuit)、迭代阈值(Iterative Thresholding)等。我希望能够了解这些算法的原理、实现细节以及它们在不同场景下的表现。而“初步应用”这部分,则让我看到了理论联系实际的可能性。我非常想知道,这本书会提供哪些具体的应用案例,例如,在图像修复方面,稀疏分解是如何帮助我们填补图像中的缺失区域,恢复其原有样貌?在通信系统中,它又如何帮助我们提高传输效率,减少带宽占用?我希望书中能提供一些详细的步骤和图示,让我能够理解这些应用是如何实现的。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入学习稀疏分解及其应用技术的绝佳机会,我满怀期待地想去探索其中蕴含的知识。

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这本书的标题——《信号与图像的稀疏分解及初步应用》,让我充满了探索的欲望。我对“稀疏分解”这个概念尤为感兴趣,因为它预示着一种能够以更少的信息量来表示数据,从而达到高效处理的方法。我推测,书中会首先详细阐述稀疏表示的数学原理,比如它如何利用数学模型来寻找信号或图像的最优稀疏表示。同时,我希望能深入了解各种稀疏分解算法,例如,如何从数学上推导出匹配追踪算法,以及它在实际应用中的局限性。而“初步应用”这个部分,则让我对这本书的实用性有了更高的期待。我非常想知道,稀疏分解在图像修复、信号去噪、甚至在压缩感知等领域是如何发挥其独特优势的。我希望书中能提供一些具体的技术细节和案例分析,让我能够理解这些应用是如何从理论走向实践的。我期待这本书能够提供一些循序渐进的学习路径,从基础理论到实际应用,让我能够系统地掌握稀疏分解这一重要的技术。这本书的出现,无疑为我深入学习信号与图像处理领域提供了宝贵的知识财富。

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《信号与图像的稀疏分解及初步应用》这个书名,光是听起来就充满了学术的严谨性和实用的价值。我最感兴趣的是“稀疏分解”这一核心概念。我设想,书中会详细解释稀疏分解的数学原理,例如它如何利用数学工具(如L1范数优化)来寻找数据的稀疏表示。同时,我非常期待书中能够介绍各种实现稀疏分解的算法,比如贪婪算法(Greedy Algorithms)和凸优化方法(Convex Optimization Methods),并分析它们的优劣和适用范围。而“初步应用”这部分,则是我最期待的内容之一。我希望书中能提供一些令人印象深刻的应用实例,比如,在医疗影像领域,稀疏分解是否能够帮助我们提高CT、MRI等影像的信噪比,从而帮助医生更准确地诊断疾病?在多媒体处理方面,它又如何帮助我们实现高效的视频压缩和图像检索?我希望书中能够提供一些具体的代码实现或者伪代码,让我能够亲手实践,将理论知识转化为实际操作。这本书的出版,无疑为我深入学习稀疏分解技术提供了一个绝佳的学习平台,我对此充满期待,并相信它将为我的学习和研究带来极大的帮助。

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这本书的标题,就像一道神秘的门扉,邀请我去探索信号与图像处理领域中那些隐秘而强大的力量。“稀疏分解”这个词,立刻引起了我极大的兴趣,它暗示着一种超越传统表示方法的智慧。我设想,书中会详细阐述稀疏分解的核心思想:即大多数信号和图像在某个合适的变换域内,只有少量的非零系数,而绝大多数系数为零。这种特性,听起来就充满了优化的潜力。我非常好奇,书中会介绍哪些经典的稀疏基,比如傅里叶变换、小波变换,以及更具针对性的字典学习方法?每种方法是如何构建其稀疏表示能力的?它又在哪些场景下表现出独特的优势?“初步应用”部分则像是一份令人垂涎的“实践指南”,我迫切想知道,这些理论知识如何被转化为解决实际问题的利器。是能够提升医学影像的清晰度,帮助医生更早地发现病灶?还是能够优化通信系统的传输效率,让数据传输更快更稳定?亦或是能够让计算机拥有更敏锐的“眼睛”,在复杂的场景中精准识别物体?我希望书中能提供一些循序渐进的例子,从简单的应用场景入手,逐渐深入到更复杂的问题。同时,我也期望书中能探讨稀疏分解在不同信号类型(如一维信号、二维图像、甚至更高维的数据)上的适用性和差异性。这本书的出版,无疑为我深入理解现代信号与图像处理技术提供了一个绝佳的契机,我已迫不及待地想要翻开它,去领略其中的智慧结晶。

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这本书的封面设计就相当吸引人,采用了抽象的几何图形和深邃的蓝色调,让人一眼就能联想到信号和图像的抽象表示,以及隐藏在其中的复杂结构。光是看到这个设计,我就已经对内容充满了好奇。我猜想,这本书会带领我进入一个充满数学逻辑和算法美妙的世界,探索如何将看似杂乱的信号和图像,用一种更为精炼、更有信息量的方式来表达。稀疏分解这个概念本身就带着一种“化繁为简”的魅力,我设想书中会详细讲解各种稀疏表示方法,比如Lasso、Total Variation等,并深入剖析它们背后的数学原理。更让我期待的是,书中提到的“初步应用”,我很好奇这些应用会涉及哪些领域?是医学影像的降噪和增强?还是通信信号的压缩和传输?亦或是计算机视觉中的目标检测和图像修复?我希望书中能提供一些实际的案例分析,让我能直观地感受到稀疏分解在解决现实问题中的强大力量。这本书的篇幅一定不小,内容也必定相当扎实,我做好了长期投入学习的准备。我希望它不仅是理论的讲解,更能提供一些代码示例或者伪代码,让我能够动手实践,加深理解。毕竟,理论结合实践,才能真正掌握一门技术。这本书给我带来的,或许不仅仅是知识的增长,更是思维方式的转变,让我学会从更深层次去理解和处理信息。

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当我看到《信号与图像的稀疏分解及初步应用》这本书时,内心立刻涌起一股学习的冲动。标题中的“稀疏分解”几个字,就足以点燃我对信息压缩和特征提取的热情。我一直认为,数据中蕴含着巨大的冗余,而稀疏分解正是挖掘这些冗余、提取本质信息的高效手段。我猜测,书中会首先深入浅出地介绍稀疏表示的基本理论,包括如何定义“稀疏性”,以及各种度量稀疏性的方法。随后,我期待书中能够系统地讲解构建稀疏表示的各种方法,比如基于固定字典(如傅里叶、小波)的方法,以及更灵活的字典学习方法。我尤其好奇字典学习的原理,它如何自动从数据中学习到最适合的字典,从而实现更高质量的稀疏表示?而“初步应用”这部分,更是让我充满了期待。我想象着,这本书会将这些理论知识应用于实际问题,例如,在图像去噪方面,稀疏分解如何有效地区分信号和噪声,从而实现高质量的去噪效果?在图像超分辨率方面,它又如何通过稀疏先验来重建高分辨率图像?甚至在压缩感知领域,稀疏性又扮演着怎样的关键角色?这本书的出现,对我而言,就像是为我打开了一扇通往信号与图像处理前沿领域的大门,让我能够更深入地理解和掌握这些先进的技术,并将其应用于未来的学习和研究中。

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这本书的标题——《信号与图像的稀疏分解及初步应用》,立刻吸引了我,仿佛它揭示了处理复杂数据的一把金钥匙。“稀疏分解”这个词,让我联想到了一种去芜存菁、提取核心信息的能力。我猜想,书中会深入讲解稀疏表示的数学理论,包括各种稀疏字典的构建原理,例如基于小波变换、离散余弦变换的传统方法,以及更先进的字典学习算法。我希望能理解这些字典是如何被设计出来,以捕捉信号和图像中不同尺度的特征。更让我激动的是“初步应用”这个部分。我非常期待书中能提供一些生动且实用的案例,例如,在图像去噪和修复领域,稀疏分解是如何发挥作用,将噪声或缺失信息从原始信号中剥离出来?在计算机视觉中,它又如何帮助我们识别图像中的关键特征,从而实现目标检测或图像分类?我希望书中能提供一些详细的步骤和图文并茂的解释,让我能够清晰地理解这些应用背后的逻辑。这本书的出现,对我而言,无疑是深入理解和掌握现代信号与图像处理技术的一个重要里程碑,我迫不及待地想去探索其中蕴含的丰富内容。

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